Общая микробиология. Лекция 1

Микробиология (в широком смысле) – раздел биологии, который изучает живые организмы, невидимые невооружённым глазом.
Разрешающая способность человеческого глаза:
δ ≈ 0.073 мм ≈ 0.1 мм = 100 мкм

Объекты изучения микробиологии
(в широком смысле)
Царство растений (Plantae)
Микроскопические зелёные водоросли

Альгология – раздел биологии, который изучает водоросли - представителей царства растений (Plantae) – включая микроскопические водоросли.
Характерные размеры: (2—100) мкм;
Средние размеры: (5—50) мкм.
d ≈ (5–40) мкм
Chlamydomonas

Объекты изучения микробиологии
(в широком смысле)
Царство животных (Animalia)
Дизентерийная амёба

Объекты изучения микробиологии
(в широком смысле)
Царство животных (Animalia)
Малярийный плазмодий

Протозоология – раздел микробиологии, который изучает подцарство простейших (Protozoa) – представителей царства животных (Animalia).
Характерные размеры: (1—1000) мкм;
Средние размеры: (10—40) мкм.
Paramecium caudatum
300–600 мкм
(2—4)× (4—9) мкм
Toxoplasma gondii
(2—8)× (10—20) мкм
Plasmodium falciparum

Объекты изучения микробиологии
(в широком смысле)
Царство животных (Animalia)
Пылевые клещи (Dermatophagoides)

Объекты изучения микробиологии
(в широком смысле)
Царство бактерий (Bacteria)
Чумная палочка (Yersinia pestis)

Объекты изучения микробиологии
(в широком смысле)
Царство бактерий (Bacteria)
Холерный вибрион (Vibrio cholerae)

Бактериология – раздел микробиологии, который изучает представителей царства бактерий (Bacteria).
Характерные размеры: (0.1—500) мкм;
Средние размеры: (0.5—5) мкм.
Escherichia coli
(0.4—0.8)× (1—4) мкм
V ≈ (0.6—0.8) мкм³

Объекты изучения микробиологии
(в широком смысле)
Царство грибов (Fungi)
Микроскопические грибы рода Penicillium

Микология – раздел микробиологии, который изучает представителей царства грибов (Fungi).
Характерные размеры: (1—500) мкм;
Средние размеры: (1—10) мкм.
Saccharomyces cerevisiae
D ≈ (5—10) мкм
V ≈ (500—4000) мкм³

Объекты изучения микробиологии
(в широком смысле)
Царство вирусов (Virae)
Вирус натуральной оспы

Объекты изучения микробиологии
(в широком смысле)
Царство вирусов (Virae)
Вирус гриппа А

Вирусология – раздел микробиологии, который изучает представителей царства вирусов (Virae).
Характерные размеры: (20-800) нм;
Средние размеры: 100 нм.
Parvoviridae
Poxviridae
Mimiviridae
(18-20) нм
300×350×400 нм
d ≈ 500 нм
Filoviridae
d ≈ 50 × 800 нм

Микробиология (в узком смысле) – раздел биологии, который изучает одноклеточные организмы (бактерии и микроскопические грибы).

Пять технологических укладов
в микробиологии

Первый технологический уклад в микробиологии
на основе оптической микроскопии
Антони ван Левенгук
(1632 – 1723)
Сущность технологии:
визуализация микроорганизмов, способных к активному движению и имеющих естественные хроматиновые элементы

Микробиология получила технологическую основу для своего развития благодаря изобретению микроскопа (1590 г.)
Ханс Липперсгей
(1570 – 1690)
Миддельбургские мастера (Голландия)
Захарий Янсен
(1585 – 1632)

Второй технологический уклад в микробиологии
на основе классических бактериологических методов
Роберт Кох
(1843 – 1910)
Илья Ильич Мечников
(1845 – 1916)
Луи Пастер
(1822 – 1895)

Второй технологический уклад в микробиологии
на основе классических бактериологических методов
Сущность технологии:
культивирование микроорганизмов в селективных условиях, дифференциальное окрашивание микроорганизмов

Открытие вирусов (1892 г.) – важное событие развития второго технологического уклада в микробиологии
Вильгельм Беркефельд
(1836-1897)
Дмитрий Иосифович Ивановский
(1864 – 1920)
ВТМ
(Virgaviridae, Tobamovairus)
Монтаж свечи Беркефельда

Третий технологический уклад в микробиологии
на основе иммунологических методов
Сущность технологии:
выявление специфических иммунных комплексов «антиген-антитело»

Основные этапы развития третьего технологического уклада в микробиологии
на основе иммунологических методов
Метод радиоиммунного анализа (РИА) (1970 г.)
Розалин Ялоу
(1921 – 2011)
Метод иммуноферментного анализа (ИФА) (1971 г.)
Ева Энгвалл
(1940)
Реакция торможения гемагглютинации (РТГА) (1942 г.)
Джордж Хёрст
(1909 – 1994)

Четвёртый технологический уклад в микробиологии
на основе молекулярно-генетических методов
Сущность технологии:
выявление специфических генетических фрагментов и полноразмерных геномов микроорганизмов

Постгеномное беспраймерное секвенирование – «точка роста» в рамках четвёртого технологического уклада в микробиологии

Пятый технологический уклад в микробиологии
на основе МАЛДИ-технологий
Франц Хилленкамп
(1936 – 2014)
Коичи Танака
(1959)
Михаель Карас
(1952)
МАЛДИ – матрично-активированная лазерная десорбция/ионизация

Пятый технологический уклад в микробиологии
на основе МАЛДИ-технологий
Сущность технологии: идентификация полного химического состава микробной популяции путём получения масс-спектра биологических макромолекул и их идентификации с помощью сопоставления с референс-спектрами в специализированных базах данных.

Задачи медицинского образования в связи с переходом к пятому технологическому укладу в микробиологии:
внедрение в программу преподавания микробиологии полного комплекса методов, соответствующих всем технологическим укладам;
формирование представлений не только об эволюционной связи и преемственности между различными технологическими укладами, но и об интегративности технологического развития микробиологии;
развитие навыков осмысленного использования математических приёмов и статистических методов, создание условий их востребованности на протяжение всего периода обучения.